Samspill mellom bevegelige ladninger. Virkningen av å bevege ladninger (elektriske strømmer) på hverandre skiller seg fra Coulomb-interaksjonen til faste ladninger.
Samspillet mellom bevegelige ladninger kalles magnetisk.

Eksempler på manifestasjonen av magnetisk interaksjon:

* tiltrekning eller frastøting av to parallelle ledere med strøm;
* magnetisme av noen stoffer, for eksempel magnetisk jernmalm, som permanente magneter er laget av; vri en lyspil laget av magnetisk materiale nær en strømførende leder
* rotasjon av rammen med strøm i et magnetfelt.
*

Magnetisk interaksjon gjennomført gjennom magnetfelt.
Magnetfeltet er en spesiell form for eksistensen av materie.
Magnetfeltegenskaper:

* generert av bevegelige ladninger (elektrisk strøm) eller vekslende elektrisk felt;
* oppdaget av handling på elektrisitet eller en magnetisk nål.

Magnetisk induksjonsvektor. Eksperimenter viser at magnetfeltet gir en orienterende effekt på den strømførende kretsen og den magnetiske nålen, og tvinger dem til å settes i en bestemt retning. Derfor, for å karakterisere magnetfeltet, bør en verdi brukes, hvis retning er assosiert med orienteringen av kretsen med strøm eller magnetnålen i magnetfeltet. Denne verdien kalles den magnetiske induksjonsvektoren B.
Retningen til den magnetiske induksjonsvektoren er tatt:

* retningen til den positive normalen til kretsens plan med strøm,
* retning av nordpolen til en magnetisk nål plassert i et magnetfelt.

Modulen til vektoren B er lik forholdet mellom det maksimale dreiemomentet som virker på rammen med strømmen på et gitt punkt i feltet til produktet av strømstyrken I og området til kretsen S.
B \u003d Mmax / (IS). (en)

Dreiemomentet M avhenger av feltets egenskaper og bestemmes av produktet I·S.

Verdien av den magnetiske induksjonsvektoren, bestemt av formel (1), avhenger bare av egenskapene til feltet.
Måleenheten B er 1 Tesla.

Grafisk representasjon av magnetiske felt. For en grafisk fremstilling av magnetiske felt brukes magnetiske induksjonslinjer (magnetiske feltlinjer). En linje med magnetisk induksjon er en linje, ved hvert punkt der den magnetiske induksjonsvektoren er rettet tangentielt til den.
Linjer med magnetisk induksjon er lukkede linjer.

Eksempler på magnetiske felt:
1. Rett leder med strøm
Linjene for magnetisk induksjon er konsentriske sirkler sentrert på lederen.

2. Sirkulær strøm
Retningen til den magnetiske induksjonsvektoren er relatert til retningen til strømmen i kretsen ved regelen for høyre skrue.

3. Magnet med strøm
Inne i en lang solenoid med strøm er magnetfeltet jevnt og linjene for magnetisk induksjon er parallelle med hverandre. Retningen B og retningen til strømmen i solenoidsvingene er relatert av regelen for høyre skrue

Prinsippet for superposisjon av felt. Hvis det i et område i rommet er pålegging av flere magnetiske felt, er vektoren for magnetisk induksjon av det resulterende feltet lik vektorsummen av induksjonene til individuelle felt:
B=SBi

Krefter som virker mellom faste elektriske ladninger bestemmes av Coulombs lov. Hver ladning lager et felt som virker på en annen ladning og omvendt. Imidlertid kan andre krefter eksistere mellom elektriske ladninger. De kan bli funnet hvis følgende eksperiment utføres.

La oss ta to fleksible ledere, fikse dem vertikalt, og fest deretter de nedre endene til polene til strømkilden. Det er ingen tiltrekning eller frastøtelse. Men hvis de andre endene er forbundet med en ledning slik at strømmer i motsatt retning oppstår i lederne, vil lederne begynne å frastøte hverandre. Ved strømmer i samme retning tiltrekkes lederne.

Fenomenet vekselvirkning mellom strømmer ble oppdaget av den franske fysikeren Ampère i 1820. Samme år oppdaget den danske fysikeren Oersted at magnetnålen roterer når en elektrisk strøm føres gjennom en leder som ligger i nærheten av den.

Interaksjoner mellom ledere med strøm, dvs. interaksjoner mellom bevegelige elektriske ladninger, kalles magnetisk. Kreftene som strømførende ledere virker på hverandre med kalles magnetiske krefter.

Et magnetfelt

Akkurat som i rommet rundt immobile elektriske ladninger, oppstår det elektrisk felt, i rommet rundt de bevegelige ladningene, et magnetfelt. En elektrisk strøm i en av lederne skaper et magnetfelt rundt seg selv, som virker på strømmen i den andre lederen. Og feltet skapt av den elektriske strømmen til den andre lederen virker på den første.

Magnetfeltet er en spesiell form for materie som samspillet mellom bevegelige elektrisk ladede partikler utføres gjennom.

Magnetfeltet skapes ikke bare av elektrisk strøm, men også av permanente magneter. Basert på sine eksperimenter, konkluderte Ampere med at samspillet mellom strømmer med en magnet og magneter seg imellom kan forklares hvis vi antar at det er udempede molekylære sirkulære strømmer inne i magneten.

Passasjen av en elektrisk strøm kan være ledsaget av oppvarming og luminescens av et stoff, dets forskjellige kjemiske transformasjoner og magnetisk interaksjon. Av alle de kjente handlingene til strømmen er det bare den magnetiske interaksjonen som følger med den elektriske strømmen under alle forhold, i et hvilket som helst medium og i et vakuum.

1. Bevegelsesfelt lade. Bio-Savvars lov (elektrisk felt som flyter)

Hoved magnetostatikkens oppgave er evnen til å regne. feltegenskaper. B-S-L-loven ved bruk av superposisjonsprinsippet gir enkleste metoden feltberegning.

dB induksjon, opprettet. inn nøyaktig EN.

dB=(   (I dl sin/r 2)

dH=(I dl sin/(4r 2)

magnetisk induksjon felt skapt av et lederelement dl med strøm I i punkt A i en avstand r fra dl proporsjonal. strømstyrke, dl, sinus til vinkelen mellom r og dl og arr. proporsjon. kvadratet på avstanden r.

dB=(  ·(I· /r 3)

Verdien av s-on B-S-L ligger i det faktum at når du kjenner dH og dB fra dl, kan du beregne H og B til den endelige lederen. størrelser diff. skjemaer.

Introduksjon……………………………………………………………………….3

JEG.Introduksjon til fenomenet………………………………………………..5

1. Eksperimentelt oppsett…………………………………..5
2. Kraften til vekselvirkning av parallelle strømmer………………6

1.3 Magnetfelt nær to parallelle ledere………………………………………………………….………………….9

II.Den kvantitative størrelsen på kreftene……………………………………10

2.1 Kvantitativ beregning av kraften som virker på

strøm i et magnetfelt………………………………………………..10

III. elektrisk interaksjon…………………………………13

3.1 Samspill mellom parallelle ledere…………………13

Konklusjon…………………………………………………………………..15

Liste over brukt litteratur…………………………………16

Introduksjon

Relevans:

For en mer fullstendig forståelse av emnet elektromagnetisme, er det nødvendig å vurdere mer detaljert delen av samspillet mellom to parallelle ledere med strøm. I denne artikkelen vurderes funksjonene ved samspillet mellom to parallelle ledere med strøm. Deres gjensidige tiltrekning og frastøtelse blir forklart. Den kvantitative komponenten av amperekreftene beregnes for forsøket utført under arbeidet. Beskriver effekten på hverandre av magnetfeltene som eksisterer rundt lederne med strøm, og tilstedeværelsen av den elektriske komponenten i interaksjonen, hvis eksistens ofte blir neglisjert.

Mål:

Vurder empirisk eksistensen av krefter som er involvert i samspillet mellom to ledere med strøm og gi dem en kvantitativ karakteristikk.

Oppgaver:

1. Vurder eksperimentelt tilstedeværelsen av amperekrefter i ledere som elektrisk strøm passerer gjennom.
2. Beskriv samspillet mellom magnetiske felt rundt ledere med strøm.
3. Gi en forklaring på de pågående fenomenene tiltrekning og frastøting av ledere.
4. Gjør en kvantitativ beregning av vekselvirkningskreftene til to ledere.
5. Vurder teoretisk tilstedeværelsen av en elektrisk komponent i samspillet mellom to ledere med strøm.

Studieemne:

Elektromagnetiske fenomener i ledere.

Studieobjekt:

Samhandlingskraften mellom parallelle ledere og strøm.

Forskningsmetoder:

Litteraturanalyse, observasjon og eksperimentell studie.

I. Bekjentskap med fenomenet

1.1 Introduksjon til fenomenet

For vår demonstrasjon må vi ta to veldig tynne strimler av aluminiumsfolie på ca. Avstanden mellom dem skal bare være 2 eller 3 mm. Etter å ha koblet strimlene med tynne ledninger, kobler vi batterier til dem, slik at strømmen i begge strimler flyter i motsatte retninger. Denne tilkoblingen vil kortslutte batteriet og forårsake en kortvarig strøm på 5A.

For å unngå at batteriene svikter, må de kobles til i noen sekunder hver gang.

La oss nå koble et av batteriene med motsatte fortegn og la strømmen flyte i én retning.

Med en vellykket tilkobling er den synlige effekten liten, men lett å observere.

La oss ta hensyn til det faktum at denne effekten på ingen måte er forbundet med lademeldingene til stripene. De forblir elektrostatisk nøytrale. For å passe på at det ikke skjer noe med stripene når de virkelig er det lader til denne lavspenningen, koble begge stripene til den ene polen på batteriet, eller en av dem til den ene polen og den andre til den andre. (Men vi vil ikke lukke kretsen for å unngå at det oppstår strømmer i stripene.)

1.2 Styrken til samspillet mellom parallelle strømmer

Under forsøket observerte vi en kraft som ikke kan forklares med elektrostatikk. Når strømmen flyter i bare én retning i to parallelle ledere, er det en tiltrekningskraft mellom dem. Når strømmene går i motsatte retninger, frastøter ledningene hverandre.

Den faktiske verdien av denne kraften som virker mellom parallelle strømmer, og dens avhengighet av avstanden mellom ledningene kan måles ved hjelp av en enkel enhet i form av en balanse. I lys av fraværet av slike, la oss ta det på tro, resultatene av eksperimenter som viser at denne kraften er omvendt proporsjonal med avstanden mellom ledningenes akser: F1/r.

Siden denne kraften må skyldes en eller annen påvirkning som forplanter seg fra en ledning til en annen, vil en slik sylindrisk geometri skape en kraft som avhenger omvendt av avstandens første potens. Husk at det elektrostatiske feltet forplanter seg fra en ladet ledning, også med en avstandsavhengighet av formen 1/r.

Basert på eksperimentene er det også klart at kraften i samspillet mellom ledningene avhenger av produktet av strømmene som flyter gjennom dem. Fra symmetri kan vi konkludere at hvis denne kraften er proporsjonal med Jeg1 , den må være proporsjonal og Jeg2. At denne kraften er direkte proporsjonal

Et magnetfelt- er en form for materie (annet enn materie) som finnes i rommet som omgir permanente magneter, ledere med strøm og ladninger som beveger seg. Magnetfeltet danner sammen med det elektriske feltet et enkelt elektromagnetisk felt.

Magnetfeltet skapes ikke bare av permanente magneter, bevegelige ladninger og strømmer i ledere, men det virker også på dem.

Begrepet "magnetisk felt" ble introdusert i 1845 av M. Faraday. På dette tidspunktet var noen fenomener innen elektrodynamikk allerede kjent, som krever forklaring:

1. Fenomenet med interaksjonen av permanente magneter (etableringen av en magnetisk nål langs jordens magnetiske meridian, tiltrekningen av motsatte poler, frastøtingen av poler med samme navn), kjent siden antikken og systematisk studert av W Hilbert (resultatene ble publisert i 1600 i hans avhandling "På en magnet, magnetiske legemer og om den store magneten - jorden").

2. I 1820 fant den danske vitenskapsmannen G. X. Oersted ut at magnetnålen, som er plassert ved siden av lederen som strømmen går gjennom, roterer og prøver å være vinkelrett på lederen.

3. Samme år avslørte den franske fysikeren Ampère, som ble interessert i Oersteds eksperimenter, samspillet mellom 2 rettlinjede ledere med strøm: hvis strømmene i lederne flyter i én retning (parallell), så tiltrekker lederne seg (fig. en), hvis i motsatte retninger (antiparallell), frastøter de hverandre (fig. b).

Interaksjoner mellom ledere med strøm, det vil si interaksjoner mellom bevegelige elektriske ladninger, kalles magnetisk, og kreftene som strømførende ledere virker på hverandre med, - magnetiske krefter.

Basert på teorien om kortdistansevirkning, som ble fulgt av M. Faraday, kan ikke strømmen i en av lederne direkte påvirke strømmen i den andre lederen. I likhet med tilfellet med stasjonære elektriske ladninger, i nærheten av hvilke det er et elektrisk felt, ble det konkludert med at i rommet rundt strømmene er det et magnetfelt som virker med en viss kraft på en annen strømførende leder plassert i dette feltet, eller på en permanent magnet. I sin tur virker magnetfeltet som skapes av den andre strømførende lederen på strømmen i den første lederen.

Akkurat som et elektrisk felt blir detektert av dets effekt på en testladning introdusert i dette feltet, kan et magnetfelt detekteres ved den orienterende effekten av et magnetfelt på en sløyfe med en strøm av liten (sammenlignet med avstander hvor magnetfeltet endres merkbart) dimensjoner.

Ledningene som leverer strøm til rammen skal veves (eller plasseres nær hverandre), da vil den resulterende kraften som virker fra siden av magnetfeltet på disse ledningene være lik null. Kreftene som virker på en slik ramme med strøm vil rotere den, slik at dens plan vil være vinkelrett på linjene for magnetfeltinduksjon. I eksemplet vist i figuren over vil rammen rotere slik at lederen med strøm er i rammens plan. Når retningen på strømmen i lederen endres, vil rammen dreie 180 °. I feltet mellom polene til en permanent magnet vil rammen dreie i et plan vinkelrett på magneten kraftlinjer magnet.